(57)【要約】  給電点を任意の数だけ備えることができ、様々な手法で測定をするレーダ装置にそれぞれ用いることのできる汎用性のより高いアンテナを提供する。プリント基板上に配置された線路からなるアンテナであって、左右方向に任意の間隔を空けて配置され、左右対称の形状を有する複数の第１電力分配回路と、隣り合う各第１電力分配回路をつなぐように配置され、左右対称の形状を有する複数の第２電力分配回路と、２以上の第１電力分配回路の少なくともいずれか一つの左右の中点に接続された給電線と、第２電力分配回路に接続されたアンテナ素子とを備える。
2011125087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板上に配置された線路からなるアンテナであって、
左右方向に任意の間隔を空けて配置され、左右対称の形状を有する複数の第１電力分配回路と、
隣り合う各前記第１電力分配回路をつなぐように配置され、左右対称の形状を有する複数の第２電力分配回路と、
２以上の前記第１電力分配回路の少なくともいずれか一つの左右の中点に接続された給電線と、
前記第２電力分配回路に接続されたアンテナ素子とを備える、アンテナ。
【請求項２】
前記第１電力分配回路は、前記第２電力分配回路との接点を挟む上下の線路長が同じである、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記第１電力分配回路はリング形状である、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
隣り合う各前記アンテナ素子の中心間隔が、各前記アンテナ素子で送受信する信号が空気中を伝搬するときの波長の半分である、請求項３に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記第２電力分配回路は、リング形状である、請求項４に記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に関し、より特定的には、電磁波を送受信して対象物を検出するレーダに用いられるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電磁波を放射して、放射した電磁波が対象物で反射した反射波を受信し、放射した電磁波と、受信した反射波とに基づいて、対象物との相対距離、相対速度、及び当該対象物の存在する方向などを測定するレーダ装置が実用化されている。そして、このようなレーダ装置において反射波を受信する受信アンテナとして用いるために様々なアンテナが提案されている。このようなアンテナの一例として、特許文献１に記載のマイクロストリップアレーアンテナ（以下、従来技術と称する）が挙げられる。【０００３】
従来技術では、４列の単位アレーアンテナを左右方向に並行させて配設し、２つの給電点と接続している。４列の単位アレーアンテナと２つの給電点とを接続するときに、従来技術では、中央に配設された２列の単位アレーアンテナを２つの給電点にそれぞれ接続し、残りの２つの外側に配設された単位アレーアンテナのそれぞれを２つの給電点のそれぞれに接続している。つまり、従来技術では、４列の単位アレーアンテナの内、中央の２つの単位アレーアンテナを２つの給電点で共有し、２つの給電点のそれぞれに３つの単位アレーアンテナを接続している。【０００４】
これにより、従来技術では、それぞれが３つの単位アレーアンテナからなる合成アレーアンテナでありながら、中央の２つの単位アレーアンテナを共有することにより、互いの合成アレーアンテナの左右方向の間隔を狭くし、互いの合成アレーアンテナの位相間隔を狭くすることができる。このような従来技術に係るマイクロストリップアレーアンテナを例えば位相モノパルス方式で対象物の存在する方向を測定するレーダ装置に採用することにより、互いの合成アレーアンテナで受信した反射波の位相間隔が±１８０°以上ずれることによって正確な位相間隔を検出できなくなる所謂位相の折り返しを生じることのない測定を可能にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０７６９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術では、以下に述べる課題を有する。すなわち、近年では、３つのアンテナを用いて測定精度を向上させたレーダ装置、或いは複数のアンテナを用いてデジタルビーム走査をするレーダ装置などが開発されている。しかしながら、上記従来技術では、給電点を２つまでしか備えることができないため、これらのようなレーダ装置に用いることができない。【０００７】
そこで、本発明は、給電点を任意の数だけ備えることができ、様々な手法で検出を行うレーダ装置に用いることのできる汎用性のより高いアンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、以下に示す特徴を有する。【０００９】
本発明の第１の局面は、誘電体基板上に配置された線路からなるアンテナであって、左右方向に任意の間隔を空けて配置され、左右対称の形状を有する複数の第１電力分配回路と、隣り合う各第１電力分配回路をつなぐように配置され、左右対称の形状を有する複数の第２電力分配回路と、２以上の第１電力分配回路の少なくともいずれか一つの左右の中点に接続された電力供給線と、第２電力分配回路に接続されたアンテナ素子とを備える。【００１０】
本発明の第２の局面は、上記第１の局面において、第１電力分配回路は、第２電力分配回路との接点を挟む上下の線路長が同じである。【００１１】
本発明の第３の局面は、上記第２の局面において、第１電力分配回路はリング形状である。【００１２】
本発明の第４の局面は、上記第３の局面において、隣り合う各アンテナ素子の中心間隔が、各前記アンテナ素子で送受信する信号が空気中を伝搬するときの波長の半分である。【００１３】
本発明の第５の局面は、上記第４の局面において、第２電力分配回路は、リング形状である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、給電点を任意の数だけ備えることができ、様々な手法で検出を行うレーダ装置に用いることのできる汎用性のより高いアンテナを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明に係るアンテナの構成の一例を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明に係る第１のリング型回路の一例を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明に係る第１のリング型回路の一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明に係る第２のリング型回路の一例を示す図である。
【図４】図４は、本発明に係るアンテナの励振振幅分布の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明に係るアンテナの励振振幅分布の一例を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第１のリング型回路の幅の一例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第１のリング型回路の幅の一例を示す図である。
【図７】図７は、終端回路を備えた本発明に係るアンテナの構成の一例を示す図である。
【図８】図８は、終端回路を備えた本発明に係るアンテナの構成の一例を示す図である。
【図９】図９は、終端回路を備えた本発明に係るアンテナの構成の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、第１のリング型回路の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係るアンテナの構成の一例を示す図である。本実施形態では、基板となる誘電体１００の主面に、給電点１０１と、第１の給電線１０２と、第１のリング型回路１０３と、第２のリング型回路１０４と、第２の給電線１０５と、アンテナ素子１０６との構成要素を誘電体基板の銅箔上に形成することによってアンテナ１が構成される。アンテナ１は、送信、及び受信の特性が等しくなることがよく知られていることから、本実施形態の説明では、説明を容易にするため、アンテナ１を送信アンテナとして使用する場合を一例として説明する。また、本実施形態の説明では、アンテナ１が車両に搭載されるものとし、給電点１０１から第１のリング型回路１０３に向かう方向が水平面に垂直となるように、且つ、当該方向が車両の上方向を向くように搭載されるものとして説明する。また、図１には、この車両の上方向を基準とする下方向、及び左右方向を示している。本発明の説明では、図１に示すように、説明のための左右方向と、紙面上の左右方向とを入れ替えて説明している。
【００１７】
本実施形態に係るアンテナ１は、図１に示すように給電点１０１〜アンテナ素子１０６の構成要素を左右方向に複数接続して構成される。
【００１８】
図２Ａ、及び図２Ｂは、図１に示すアンテナ１の内、第１のリング型回路１０３のみを拡大して示す図である。第１のリング型回路１０３は、図２Ａに示すように、上下方向に配置された半円形状の対の線路と左右方向に配置された直線形状の対の線路とを接続して構成したトラック形状の閉回路であって、その側面に第１の給電ポートＡ、及び第１の給電ポートＢを備えており、第１の給電ポートＡ、及び第１の給電ポートＢのいずれか一方から他方へ電力を伝送できる。
【００１９】
また、本実施形態に係るアンテナ１を構成する任意の１以上の第１のリング型回路１０３には、図２Ｂに一例として示すように、下側に第１の給電ポートＣを設けてもよい。本実施形態に係る第１のリング型回路１０３は、上述の説明から明らかなように左右対称であって、第１の給電ポートＣから、第１の給電ポートＡ、及び第１の給電ポートＢのそれぞれまでの線路長が同じである。このため、本実施形態に係る第１のリング型回路１０３に対して、図２Ｂに示すように第１の給電ポートＣを設けることにより、第１の給電ポートＡ、及び第１の給電ポートＢのそれぞれにおける信号の位相が同相となるように第１の給電ポートＣから信号を分配できる。図１には、左右方向の中央と、その両側に位置する第１のリング型回路１０３に第１の給電ポートＣを設けたアンテナ１を一例として示している。
【００２０】
尚、第１のリング型回路１０３に第１の給電ポートＣを設けた場合には、図１から明らかなように、第１の給電線１０２を介して当該第１の給電ポートＣの先に位置する給電点１０１で信号の入出力をすることができる。
【００２１】
図３は、図１に示すアンテナ１の内、第２のリング型回路１０４のみを拡大して示す図である。第２のリング型回路１０４は、図３に示すように、中空の円形状を有する線路で構成した閉回路であり、その右側に第２の給電ポートＡを備え、その左側に第２の給電ポートＢを備え、上側に第２の給電ポートＣを備え、下側に開放スタブを備えている。尚、図１から明らかなように、第２の給電ポートＣの先には第２の給電線１０５を介してアンテナ素子１０６が接続されている。
【００２２】
以上が、本実施形態に係る第１のリング型回路１０３、及び第２のリング型回路１０４の説明である。本実施形態に係るアンテナ１は、図１に示すように、上述で説明した形状を有する第１のリング型回路１０３を等間隔に配置し、これらの第１のリング型回路１０３を接続するように第２のリング型回路１０４を配置して構成している。
【００２３】
尚、上述の説明では、本実施形態に係る第１のリング型回路１０３、及び第２のリング型回路１０４が、図２Ａ〜図３にそれぞれ示すように長さを有する給電ポートをそれぞれ備えるものとして説明した。しかしながら、本実施形態に係る第１のリング型回路１０３、及び第２のリング型回路１０４でアンテナ１を構成する場合には、図１に一例として示すように、それぞれのリング型回路のリング形状（本実施形態では、第１のリング型回路１０３ではトラック形状であって、第２のリング型回路１０４では中空の円形状）の外周におけるそれぞれの給電ポートの位置で当接するように接続して構成するものとする。
【００２４】
また、本実施形態に係るアンテナ１は、図１に示すように配置した第１のリング型回路１０３の内、左右の中央と、その両側に位置する第１のリング型回路１０３に上述した第１の給電ポートＣを設け、第２のリング型回路１０４の第２の給電ポートＣにそれぞれアンテナ素子１０６を設けて構成している。以下では、図１に示すように構成したアンテナ１について説明を続ける。
【００２５】
図４は、本実施形態に係るアンテナ１の左右方向の中心に位置する給電点１０１に信号を供給して送信するときの励振振幅分布の一例を示す図である。図４の横軸は、本実施形態に係るアンテナ１のアンテナ素子１０６のそれぞれに図１に示すように付した番号を示している。また、図４の縦軸は、横軸に示した番号に対応するアンテナ１のアンテナ素子１０６の励振振幅を示している。
【００２６】
さらに、図４では、アンテナ１を構成するアンテナ素子１０６の中で最も高い励振振幅を１として、最も高い励振振幅に対する他のアンテナ素子１０６の励振振幅の比をアンテナ素子１０６毎に示している。そして、図４に示す励振振幅分布において負の値で示される励振振幅は、当該励振振幅に対応するアンテナ素子１０６から送信される信号が、正の値を示す励振振幅に対応するアンテナ素子１０６から送信される信号に対して位相が１８０°ずれていることを示している。したがって、位相を考慮しないと、図４に示す励振振幅分布は、アンテナ１の左右方向の中心に最も近いアンテナ素子１０６（図４に示す例では、＃４、及び＃５のアンテナ素子１０６）から左右方向に遠ざかるにしたがって、順番に励振振幅が小さくなる分布となる。
【００２７】
本実施形態に係るアンテナ１の励振振幅分布が図４に示すようになる理由について説明するために、まず、第１のリング型回路１０３を信号が伝搬する場合について説明する。本実施形態に係る第１のリング型回路１０３は、一例として、トラック形状の線幅の中心線（図２Ａ、又は図２Ｂにおける二点鎖線）の長さ（線路長）が２λｇとなるように設計されている。ここで、λｇは、アンテナ１を構成する線路を信号が伝搬するときの当該信号の波長であるものとする。本実施形態に係る第１のリング型回路１０３では、上述したように、線路長が２λｇのトラック形状の側面にそれぞれ第１の給電ポートＡと第１の給電ポートＢとを設けている。そして、例えば、第１の給電ポートＡから第１の給電ポートＢに伝搬する信号は、図２Ａに示すトラック形状において、上側の半円形状の線路方向と下側の半円形状の線路方向とに分配される。図２Ａに示すようにトラック形状の第１のリング型回路１０３は、上下対称であるため、第１の給電ポートＡから、上側の半円形状の線路方向と下側の半円形状の線路方向とに分配された信号は、それぞれλｇの線路長（１波長分の長さ）の線路を伝搬して、第１の給電ポートＢに到達することとなる。このことは、第１の給電ポートＢから第１の給電ポートＡに信号が伝搬する場合も同様である。
【００２８】
このように、本実施形態に係る第１のリング型回路１０３において、第１の給電ポートＡ、及び第１の給電ポートＢのいずれか一方から他方に信号が伝搬するときには、１波長分の長さの線路を伝搬するので、伝搬先の給電ポートにおいて互いの位相が同相となる。
【００２９】
次に、第２のリング型回路１０４を信号が伝搬する場合について説明する。本実施形態に係る第２のリング型回路１０４は、一例として、中空の円形状の線幅の中心線（図３における二点鎖線）の周の長さ（線路長）が前述のλｇとなるように設計されている。本実施形態に係る第２のリング型回路１０４では、上述したように、線路長がλｇの中空の円形状の側面にそれぞれ第２の給電ポートＡと、第２の給電ポートＢとを設けている。そして、例えば、第２の給電ポートＡから第２の給電ポートＢに伝搬する信号は、図３に示す円形状において、上側の半円形状の線路と下側の半円形状の線路とに分配される。第２のリング型回路１０４において、第２の給電ポートＡから上側の半円形状に分配された信号は、さらに第２の給電ポートＣと第２の給電ポートＢとに分配される。したがって、第２の給電ポートＡから上側の半円形状に分配されて第２の給電ポートＢまで伝搬する信号は、第２の給電ポートＣに分配される分だけ強度が低下して振幅が減少する。また、本実施形態に係る第２のリング型回路１０４は、上述したように線路長がλｇであるため、第２の給電ポートＡから上側の半円形状に分配されて第２の給電ポートＢまで伝搬する信号は、λｇ／２の線路長を伝搬することとなる。
【００３０】
一方、第２のリング型回路１０４において、第２の給電ポートＡから下側の半円形状に分配された信号は、開放スタブを介して第２の給電ポートＢに伝搬する。ここで、第２のリング型回路１０４は上述したように線路長がλｇとなるように設計されている。さらに、開放スタブは、線路長がλｇ／４となるように設計されている。そして、第２の給電ポートＡから下側の半円形状に分配された信号は、下側の半円形状を開放スタブまで伝搬し（λｇ／４の線路長を伝搬）、開放スタブを往復（λｇ／２の線路長を伝搬）してから、下側の半円形状を第２の給電ポートＢまで伝搬する（λｇ／４の線路長を伝搬）。したがって、本実施形態に係る第２のリング型回路１０４において、第２の給電ポートＡから下側の半円形状に分配されて第２の給電ポートＢまで信号が伝搬するときは、λｇの線路長を伝搬することとなる。
【００３１】
そして、本実施形態に係る第２のリング型回路１０４において、第２の給電ポートＡから上下のそれぞれの半円形状に分配された信号は、第２の給電ポートＢで合成される。このとき、第２の給電ポートＢでは、上述で説明したように、λｇ／２の線路長を伝搬して振幅が減少した信号と、λｇの線路長を伝搬した信号とが合成される。つまり、第２のリング型回路１０４を第２の給電ポートＡから第２の給電ポートＢまで信号が伝搬すると、第２の給電ポートＢでは、互いに半波長分だけ位相がずれ、振幅の互いに異なる信号が合成される。したがって、第２のリング型回路１０４を第２の給電ポートＡから第２の給電ポートＢまで信号が伝搬すると、第２の給電ポートＢにおける信号は、互いに振幅の異なる信号が打ち消しあって、相対的に振幅が減少した信号となる。このことは、本実施形態に係る第２のリング型回路１０４が、図３に示すように左右対称の形状をしているため、第２の給電ポートＢから第２の給電ポートＡまで信号が伝搬するときにおいても同様である。
【００３２】
つまり、本実施形態に係る第２のリング型回路１０４では、第２の給電ポートＡ、及び第２の給電ポートＢのいずれか一方から他方に信号が伝搬するときには、伝搬先の給電ポートで相対的に振幅が減少する。以下では、第２のリング型回路１０４において、伝搬元の給電ポートにおける信号の振幅と伝搬先の給電ポートにおける信号の振幅との比を分配比と称する。
【００３３】
アンテナ１の左右方向の中心に位置する給電点１０１に供給された信号は、図１から明らかなように、第１のリング型回路１０３と第２のリング型回路１０４とを交互に伝搬し、アンテナ素子１０６に分配され、それぞれのアンテナ素子１０６から送信される。そして、上述したように、第１のリング型回路１０３と第２のリング型回路１０４とを交互に伝搬する信号は、上述で説明したように、第２のリング型回路１０４の分配比に応じて振幅が減少する。したがって、本実施形態に係るアンテナ１の励振振幅分布は、図４に示すように信号を供給する給電点１０１に対して左右方向に最も近いアンテナ素子１０６（図４に示す例では、＃４、及び＃５のアンテナ素子１０６）から最も遠いアンテナ素子１０６（図４に示す例では、＃１、及び＃８）の順番で励振振幅が小さくなる分布となる。
【００３４】
また、本実施形態に係るアンテナ１では、左右方向の中心に位置する給電点１０１に供給された信号が、同じく左右方向の中心に位置する第１のリング型回路１０３で分岐して、左右方向にそれぞれ伝搬する。そして、アンテナ１の左右方向の中心に位置する第１のリング型回路１０３から左方向に分岐した信号は、上述したように第１のリング型回路１０３、及び第２のリング型回路１０４を交互に伝搬しながら、＃５のアンテナ素子１０６〜＃８のアンテナ素子１０６の順番に分岐されて送信される。一方、アンテナ１の左右方向の中心に位置する第１のリング型回路１０３から右方向に分岐した信号は、上述したように第１のリング型回路１０３、及び第２のリング型回路１０４を交互に伝搬しながら、＃４のアンテナ素子１０６〜＃１のアンテナ素子１０６の順番に分岐されて送信される。
【００３５】
ここで、アンテナ１の左右方向の中心に位置する第１のリング型回路１０３から左方向に分岐した信号を送信する＃５〜＃８のアンテナ素子１０６では、図４に示すように、隣り合うアンテナ素子１０６で互いに位相が１８０°ずれている。同様に、アンテナ１の左右方向の中心に位置する第１のリング型回路１０３から右方向に分岐した信号を送信する＃４〜＃１のアンテナ素子１０６でも、図４に示すように、隣り合うアンテナ素子１０６で互いに位相が１８０°ずれている。以下、この理由について説明する。
【００３６】
隣り合うアンテナ素子１０６で互いに位相が１８０°ずれるのは、隣り合うアンテナ素子１０６を接続する第１のリング型回路１０３、及び第２のリング型回路１０４のそれぞれの線路長に起因する。すなわち、例えば、図１の♯６のアンテナ素子１０６と接続されている第２のリング型回路１０４の第２の給電ポートＣから♯７のアンテナ素子１０６と接続されている第２のリング型回路１０４の第２の給電ポートＣまでの線路長は、１．５λｇとなる。
【００３７】
より詳細には、♯６のアンテナ素子１０６に接続された第２のリング型回路１０４の第２の給電ポートＣから第２の給電ポートＢまでの線路長はλｇ／４となる。そして、♯６のアンテナ素子１０６に接続された第２のリング型回路１０４の第２の給電ポートＢと、♯７のアンテナ素子１０６に接続された第２のリング型回路１０４の第２の給電ポートＡとを接続する第１のリング型回路１０３を、第１の給電ポートＡから第１の給電ポートＢまで信号が伝搬するときの線路長は上述したようにλｇとなる。そして、第１のリング型回路１０３の第１の給電ポートＢと接続される、♯７のアンテナ素子１０６に接続された第２のリング型回路１０４の第２の給電ポートＡから第２の給電ポートＣまでの線路長は、λｇ／４となる。
【００３８】
つまり、♯６のアンテナ素子１０６に分配された信号と、♯７のアンテナ素子１０６に分配された信号とのように、隣り合うアンテナ素子１０６に分配される信号は、１．５λｇの線路長を伝搬してから隣のアンテナ素子１０６に分配されるので、半波長分だけ互いに位相がずれる。このため、アンテナ１の中心に位置する第１のリング型回路１０３から右方向に存在するそれぞれの隣り合うアンテナ素子１０６から送信される信号は、互いに位相が１８０°変化する。このことは、アンテナ１の中心に位置する第１のリング型回路１０３から左方向に存在するそれぞれの隣り合うアンテナ素子１０６から送信される信号についても同様である。
【００３９】
以上より、本実施形態に係るアンテナ１では、第１のリング型回路１０３の第１の給電ポートＣから第１の給電ポートＡ、及び第１の給電ポートＢへ分配される信号は同相で伝搬することとなる。また、本実施形態に係るアンテナ１では、第２のリング型回路１０４を信号が左右の回路へ伝搬するときには伝搬先の給電ポートで相対的に振幅が減少する。さらに、本実施形態に係るアンテナ１では、左右方向の中心に位置する第１のリング型回路１０３から右方向に分岐した信号は隣り合うアンテナ素子１０６（＃４のアンテナ素子１０６〜＃１のアンテナ素子１０６）間で位相が反転し、左方向に分岐した信号は隣り合うアンテナ素子１０６（＃５のアンテナ素子１０６〜＃８のアンテナ素子１０６）間で位相が反転する。このため、本実施形態に係るアンテナ１の励振振幅分布は図４に示すようになる。
【００４０】
尚、上述した説明では、アンテナ１の左右方向の中心に位置する給電点１０１に信号を供給した場合の励振振幅分布について説明した。一方、アンテナ１における左右方向の中心に位置する第１のリング型回路１０３以外に第１の給電ポートＣを設けた第１のリング型回路１０３に給電点１０１から信号を供給した場合には、図５に一例として示すように、信号を供給した給電点１０１を左右方向の中心とする左右対称の励振振幅分布となる。図５に示す励振振幅分布Ｄｉｓ１は、図４に示した励振振幅分布であって、アンテナ１の左右方向の中心に位置する給電点１０１に信号を供給したときの励振振幅分布である。また、図５に示す励振振幅分布Ｄｉｓ２は、アンテナ１の左右方向の中心から右方向に存在する１つ目の給電点１０１に信号を供給したときの励振振幅分布である。また、図５に示す励振振幅分布Ｄｉｓ３は、アンテナ１の左右方向の中心から左方向に存在する１つ目の給電点１０１に信号を供給したときの励振振幅分布である。図５に一例として示すように、本実施形態に係るアンテナ１によれば、信号を供給する給電点１０１の位置に応じて励振振幅分布を左右方向に遷移させることができる。尚、図５に示す励振振幅分布Ｄｉｓ２では、＃８のアンテナ素子１０６の励振振幅の図示を省略している。さらに、図５に示す励振振幅分布Ｄｉｓ３では、＃１のアンテナ素子１０６の励振振幅の図示を省略している。
【００４１】
以上の説明では、アンテナ１を送信アンテナとして用いるものとし、その励振振幅分布について主に説明した。一方、アンテナ１を受信アンテナとして用いても、その励振振幅分布は上述で説明した分布と同じになることは言うまでもない。
【００４２】
また、本発明に係るアンテナ１では、第１のリング型回路１０３の左右方向の幅を調節することにより、隣り合うアンテナ素子１０６の左右方向の間隔を任意の間隔に調節することができる。隣り合うアンテナ素子１０６の左右方向の間隔を任意の間隔にすることについて、図６Ａ〜図６Ｂを参照して、より詳細に説明する。図６Ａは、相対的に狭い幅Ｈの第１のリング型回路１０３とアンテナ素子１０６の左右方向の間隔ＨＡとの一例を示す図であり、図６Ｂは、相対的に広い幅Ｈの第１のリング型回路１０３とアンテナ素子１０６の左右方向の間隔ＨＡとの一例を示す図である。本発明に係るアンテナ１は、図６Ａ、及び図６Ｂに一例として示すように、隣り合うアンテナ素子１０６の左右方向の間隔ＨＡが任意の間隔となるように第１のリング型回路１０３の幅Ｈを決定できる。ただし、アンテナ素子１０６の左右方向の間隔ＨＡを任意の間隔にするために、第１のリング型回路１０３の幅Ｈを決定するときには、隣り合う第２のリング型回路１０４の第２の給電ポートＣ同士を結ぶ線路長が１．５λｇとなるように、当該第１のリング型回路１０３の前後方向の長さＶを併せて決定する必要がある。図６Ａ、及び図６Ｂに一例として示すように、隣り合うアンテナ素子１０６の左右方向の間隔ＨＡを広くするために第１のリング型回路１０３の幅Ｈを広くする場合には、同じく図６Ａ、及び図６Ｂに一例として示すように、当該第１のリング型回路１０３の前後方向の長さＶを相対的に短くしなければならない。
【００４３】
このように、本発明に係るアンテナ１では、隣り合うアンテナ素子１０６の左右方向の間隔を任意の間隔にできる。ここで、例えば、隣り合うアンテナ素子１０６の左右方向の間隔を０．５λとすれば、本発明に係るアンテナ１を位相モノパルス方式のレーダ装置の受信アンテナとして用いることにより、互いのアンテナ素子１０６で受信した信号の位相間隔が±１８０°以上ずれることによって正確な位相間隔を検出できなくなる所謂位相の折り返しが生じることを防げる。ここで、λは、大気中における波長であるものとする。アンテナ素子１０６の間隔は、正確に０．５λでなくてもよく、０．５λ以下であれば位相の折り返しが生じないことは言うまでもない。
【００４４】
上記従来技術において上述したように位相の折り返しが生じることを防ぐためには、アンテナ素子１０６の左右方向の間隔を０．５λとすることが可能な幅の小さいアンテナを少なくとも２つ左右方向に並べて配置する必要がある。しかしながら、このように幅の小さいアンテナはビーム幅が広くなるため、不要な信号を受信してしまい誤検出、或いは検出性能の低下を招く場合がある。これに対して、本発明に係るアンテナ１では、２に限らず、３以上のアンテナ素子１０６を用いることができ、複数のアンテナ素子１０６で構成されるアンテナを有する送信回路でビームを成形する従来周知の手法を採用して、必要な検知角度幅となるようにビームを成形できる。ここで、検知角度幅とは、本発明に係るアンテナ１を用いたレーダ装置が対象物との相対距離、相対速度、及び当該対象物の存在する方向（角度）などを測定できる範囲であって、典型的には、当該レーダ装置のアンテナの位置を中心とする扇形をしており、この扇形の角度の広さをいう。
【００４５】
また、上述の説明では、第２の給電線１０５には、それぞれ１つのアンテナ素子１０６を備えるアンテナ１について説明した。しかしながら、他の一実施形態では、本発明に係るアンテナ１を構成するアンテナ素子１０６の形状は任意の形状であってよい。また、複数の素子からなるアレーアンテナでもよい。
【００４６】
また、図１に示すように、一部の第１のリング型回路１０３のみにしか第１の給電ポートＣを持たせない場合、第１の給電ポートＣを持たせる第１のリング型回路１０３の位置によっては左右の第１の給電ポートＣの配置が非対称となり、励振振幅分布の対称性が損なわれることがある。そして、このように生じる励振振幅分布の対称性が損なわれることを防ぐために、図７に示すように、受信回路が接続されていない第１のリング型回路１０３には、整合を取るための終端回路を接続してもよい。
【００４７】
また、例えば、図１に示す構成のアンテナ１では、左右方向の両端に位置する第１のリング型回路１０３において、給電点１０１から供給された信号、或いはアンテナ素子１０６によって受信された信号が反射し、アンテナ１の励振振幅分布などの特性を低下させる場合がある。そして、このような信号の反射でアンテナ１の特性を低下させるのを防ぐためには、図８に一例として示すように、アンテナ１の左右方向の両端に位置する第１のリング型回路１０３に整合を取るための終端回路を接続するとよい。
【００４８】
尚、上述したように励振振幅分布の対称性を維持し、さらに、上述したような信号の反射でアンテナ１の特性が低下するのを防ぐために、図９に一例として示すように、受信回路を接続していない給電点１０１で整合を取るための終端回路と、アンテナ１の左右方向の両端に位置する第１のリング型回路１０３で整合を取るための終端回路との両方を接続してもよい。
【００４９】
また、第１の実施形態に係る第１のリング型回路１０３は、上述したようなトラック形状を有するものとした。しかしながら、他の一実施形態では、第１のリング型回路１０３の形状を、真円形状などの幾何学形状、或いはそれらの形状を扁平させた形状にしてもよい。
【００５０】
また、第１の実施形態に係る第１のリング型回路１０３の長さは、隣り合う第２のリング型回路１０４の第２の給電ポートＣ同士を結ぶ線路長が１．５λとなるように決定するものとした。しかしながら、他の一実施形態では、隣り合う第２のリング型回路１０４の第２の給電ポートＣ同士の長さが任意の長さとなるように第１のリング型回路１０３を構成する線路の長さを決定して、隣り合うアンテナ素子１０６における信号の位相が１８０°単位でずれるようにしてもよい。
【００５１】
また、第１の実施形態に係る第１のリング型回路１０３の長さは、第１の給電ポートＡ、及び第１の給電ポートＢのいずれか一方から他方に信号が伝搬するときに、伝搬先の給電ポートにおいて互いに同相となるように、線路長を２λｇとした。しかしながら、他の一実施形態では、第１の給電ポートＡ、及び第１の給電ポートＢのそれぞれにおける互いの信号に位相差が生じるように第１のリング型回路１０３の線路長を変化させてもよい。
【００５２】
また、本実施形態では、特許請求の範囲に記載の第１電力分配回路の一例として、第１のリング型回路１０３を用いるものとしている。しかしながら、特許請求の範囲に記載の第１電力分配回路の形状は、リング型のトラック形状に限られるものではない。特許請求の範囲に記載の第１電力分配回路としては、図１０に一例として示すように、Ｕ字型回路を用いてもよい。また、本実施形態に係る第１のリング型回路１０３と同様に、図１０に一例として示すＵ字型回路に第１の給電ポートＣを設けてもよい。
【００５３】
また、本実施形態では、特許請求の範囲に記載の第２電力分配回路の一例として、第２のリング型回路１０４を用いるものとしている。しかしながら、特許請求の範囲に記載の第２電力分配回路は、第２の給電ポートＡ、及び第２の給電ポートＢのいずれか一方から他方へ信号が伝搬することにより、伝搬先の給電ポートにおいて信号の振幅が任意の小さな振幅になるような回路であればよく、中空の円形状に開放スタブを設けたものに限らない。
【００５４】
また、第１の実施形態に係るアンテナ１では、図４に一例として示す励振振幅分布を得られるように、第１のリング型回路１０３を線路長が２λｇのトラック形状とし、第２のリング型回路１０４を線路長がλｇの円形状とした。しかしながら、他の一実施形態に係るアンテナの励振振幅分布は図４に示す分布に限られるものではなく、任意の励振振幅分布が得られるように、第１のリング型回路１０３、及び第２のリング型回路１０４のそれぞれの形状、及び線路長を定めてもよい。
【００５５】
また、第１の実施形態に係るアンテナ１では、図１に一例として示すように、全ての隣り合うアンテナ素子１０６を左右方向に等間隔に配置するものとした。しかしながら、他の一実施形態に係るアンテナでは、全ての隣り合うアンテナ素子１０６の間隔を等間隔にする必要はない。例えば、上述したように、任意の励振振幅分布を得られるように、全ての隣り合うアンテナ素子１０６の全部、或いは一部を他の間隔と異なる間隔となるように配置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明によれば、汎用性のより高いアンテナを提供でき、例えば、自動車などの移動体に搭載されるレーダ装置で用いられるアンテナなどに有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１    アンテナ
１０１    給電点
１０２    第１の給電線
１０３    第１のリング型回路
１０４    第２のリング型回路
１０５    第２の給電線
１０６    アンテナ素子
【図１】
2011125087.tif 000003
【図２Ａ】
2011125087.tif 000004
【図２Ｂ】
2011125087.tif 000005
【図３】
2011125087.tif 000006
【図４】
2011125087.tif 000007
【図５】
2011125087.tif 000008
【図６Ａ】
2011125087.tif 000009
【図６Ｂ】
2011125087.tif 000010
【図７】
2011125087.tif 000011
【図８】
2011125087.tif 000012
【図９】
2011125087.tif 000013
【図１０】
2011125087.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月8日(2011.11.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
また、本発明に係るアンテナ１では、第１のリング型回路１０３の左右方向の幅を調節することにより、隣り合うアンテナ素子１０６の左右方向の間隔を任意の間隔に調節することができる。隣り合うアンテナ素子１０６の左右方向の間隔を任意の間隔にすることについて、図６Ａ〜図６Ｂを参照して、より詳細に説明する。図６Ａは、相対的に狭い幅Ｈの第１のリング型回路１０３とアンテナ素子１０６の左右方向の間隔ＨＡとの一例を示す図であり、図６Ｂは、相対的に広い幅Ｈの第１のリング型回路１０３とアンテナ素子１０６の左右方向の間隔ＨＡとの一例を示す図である。本発明に係るアンテナ１は、図６Ａ、及び図６Ｂに一例として示すように、隣り合うアンテナ素子１０６の左右方向の間隔ＨＡが任意の間隔となるように第１のリング型回路１０３の幅Ｈを決定できる。ただし、アンテナ素子１０６の左右方向の間隔ＨＡを任意の間隔にするために、第１のリング型回路１０３の幅Ｈを決定するときには、隣り合う第２のリング型回路１０４の第２の給電ポートＣ同士を結ぶ線路長が１．５λｇとなるように、当該第１のリング型回路１０３の上下方向の長さＶを併せて決定する必要がある。図６Ａ、及び図６Ｂに一例として示すように、隣り合うアンテナ素子１０６の左右方向の間隔ＨＡを広くするために第１のリング型回路１０３の幅Ｈを広くする場合には、同じく図６Ａ、及び図６Ｂに一例として示すように、当該第１のリング型回路１０３の上下方向の長さＶを相対的に短くしなければならない。
【国際調査報告】
2011125087.tif 000015
2011125087.tif 000016
2011125087.tif 000017
2011125087.tif 000018